УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ОСЛАБЛЕНИЯ ЗАТЯЖКИ РЕЗЬБОВОГО КОНТАКТНОГО СОЕДИНЕНИЯ С ТОКОВЕДУЩИМ НАКОНЕЧНИКОМ Российский патент 2013 года по МПК H01R4/00 

Изобретение относится к основным элементам электрического оборудования - соединительным устройствам, а именно - к средствам контроля электрических контактных соединений, и может быть использовано при их эксплуатационной диагностике.

Известно устройство для диагностики перегрева контактных деталей, содержащее датчик температуры и преобразователь с выходом на индикатор, подключенный по порту электропитания к трансформатору, первичной обмоткой которого является проводник, подключенный к диагностируемым контактным деталям (патент КНР 101639385, МПК G01K 7/22, G01K 7/16, 2010 г.).

Однако этому устройству присущи недостатки, заключающиеся в его повышенной сложности, обусловленной наличием большого числа электронных компонентов, габариты которых в несколько раз превышают габариты контролируемых контактных деталей, а стоимость - превосходит на несколько порядков. Его недостаток заключается также в отсутствии возможности регистрации наличия перегрева во время эксплуатации электрооборудования, что обусловлено тем, что индикацию перегрева контактного соединения производят только при подаче электрического тока.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для диагностики ослабления затяжки резьбового контактного соединения, содержащее основание и индикаторную термобиметаллическую пластину (ИТП) с активным и пассивным слоями, одним концом находящуюся в зацеплении с фиксатором, взаимодействующую через тепловой и механический контакты с указанным соединением (авт. свид. СССР №1803948, МПК H01R 4/00, 1990 г.) - прототип.

В отличие от аналога это устройство обеспечивает диагностирование перегрева контактного соединения. Однако этому устройству присущи недостатки, заключающиеся в неустойчивости к вибрационным, ударным нагрузкам и низкой технологичности его изготовления и обслуживания.

Указанные недостатки обусловлены принципом оппозитного закрепления концов ИТП и упругой пластины на основании, что приводит к их самопроизвольному расцеплению при механическом воздействии и, как следствие, ошибочной индикации предаварийного состояния до перегрева контактного соединения. Это связано с тем, что форму и габариты контактирующей пластины лимитирует поперечное сечение шпильки, поэтому для обеспечения приемлемой чувствительности устройства их необходимо изготавливать из достаточно тонких гибких лепестков. Такие лепестки имеют низкую резонансную частоту собственных механических колебаний, смещающих их концы относительно друг друга. При этом образуется точечный механический контакт, при вибрации повреждающий поверхность упругой пластины и приводящий к коррозии.

Применение износоустойчивых покрытий понижает технологичность изготовления, повышая стоимость устройства. Кроме того, нагрев контактного соединения, вызывающий изгиб ИТП и разворачивающий ее конец относительно конца фиксатора, уменьшает зону их перекрытия до величины, соизмеримой со смещением при механическом воздействии. Увеличение исходной зоны перекрытия для повышения устойчивости к вибрационным и ударным воздействиям сложно реализовать в габаритах устройства, так как необходимо крепление на основании устройства мелких деталей из термобиметалла. На таких деталях трудно осуществлять прецизионную регулировку порога срабатывания. При этом высока вероятность механических повреждений пластин. Поэтому известное устройство нуждается в защитном кожухе, также снижающем технологичность его изготовления. Кроме того, малая зона перекрытия концов ИТП и фиксатора затрудняет визуальный контроль, особенно для контактных соединений, расположенных глубоко в полости электрооборудования.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение устойчивости устройства к вибрационным и ударным нагрузкам при обеспечении технологичности его изготовления и обслуживания.

Это достигается тем, что в устройстве для диагностики ослабления затяжки резьбового контактного соединения с токоведущим наконечником, содержащим основание и ИТП с активным и пассивным слоями, одним концом находящуюся в зацеплении с фиксатором и взаимодействующую через тепловой и механический контакт с контактным соединением, основание выполнено из термобиметаллического листового материала в виде шайбы резьбового соединения с лепестком. Лепесток расположен вдоль токоведущего наконечника, прилегает к его контуру, и скреплен с ним хомутом, охватывающим наконечник. Один из элементов пары «ИТП-фиксатор» выполнен в виде полосообразной вырубки в основании, пассивным слоем наружу, а другой - как продолжение лепестка, образующего основание, выгнутого в пределах пластической деформации.

Один из элементов пары «ИТП-фиксатор» изготовлен рифленым, а хомут - в виде пары поперечных лепестков, охватывающих токоведущий наконечник, сцепленных концами и выполненных как одно целое с основанием.

Основание устройства, выполненное как одно целое с шайбой резьбового контактного соединения, плотно прилегающей к токоведущему наконечнику по его длине и отштампованное совместно с ИТП и фиксатором, как единая деталь, обеспечивает устойчивость устройства к вибрационным и ударным нагрузкам при простоте его регулировки, осуществляемой подгибом лепестков. При этом шарнирное соединение, образованное изогнутыми концами лепестков, один из которых вырублен из основания, а другой - как продолжение основания, препятствует взаимному смещению их концов. Хомут, охватывающий токоведущий наконечник, обеспечивает жесткость конструкции, препятствуя смещению устройства в сторону смежных контактных соединений.

Габариты лепестков, образующих ИТП и фиксатор, ограниченных только длиной токоведущего наконечника, позволяют использовать в качестве заготовки термобиметалл на порядок большей толщины, чем у прототипа, что также повышает стойкость устройства к вибрационным и ударным нагрузкам, а также устойчивость к эксплуатационным повреждениям. Поэтому известное устройство, в отличие от прототипа, не требуется снабжать защитным корпусом.

Настройка устройства при его изготовлении не требует жестких допусков, так как подстройку порога диагностирования при регулировке устройства производят за счет изменения угла зацепления шарнирного соединения изгибом концов ИТП и фиксатора.

ИТП имеет увеличенный по сравнению с прототипом размер рабочего хода ее конца при выходе из зацепления, что обеспечивает четкую визуальную различимость рабочего и аварийного состояний контактного соединения, размещенного в глубине полости электрооборудования, в результате чего повышают производительность процесса диагностики.

Рифленые участки фиксатора и ИТП повышают чувствительность устройства и позволяет более эффективно использовать имеющееся пространство при установке порога срабатывания устройства за счет увеличения угла поворота шарнира при фиксированной температуре по сравнению с вариантом исполнения без рифления.

Сущность изобретения поясняется на Фиг.1-6:

Фиг.1 - устройство в рабочем состоянии, вид сбоку;

Фиг.2 - то же при нагреве ниже порога срабатывания;

Фиг.3 - то же в аварийном состоянии.

Фиг.4 - устройство, вид сверху;

Фиг.5 - развертка термобиметалического листового материала;

Фиг.6 - увеличенный вид узла зацепления ИТП с фиксатором.

Устройство для диагностики ослабления затяжки резьбового контактного соединения 1 клеммы 2 с токоведущим наконечником 3 содержит основание 4 и ИТП 5, которая выполнена с активным 6 и пассивным 7 слоями. ИТП одним концом находится в зацеплении с фиксатором 8, другим - во взаимодействии с резьбовым контактным соединением через тепловой контакт, проходящий через токоведущий наконечник.

Основание выполнено из термобиметаллического листового материала 9 в виде шайбы 10 с лепестком 11, прилегающим по контуру вдоль токоведущего наконечника и скреплен с ним хомутом 12. Один из элементов пары «ИТП-фиксатор» выполнен как продолжение лепестка, образующего основание, а другой - в виде полосообразной вырубки 13 в основании вдоль лепестка.

ИТП и фиксатор встречно выгнуты пассивным слоем наружу в пределах пластической деформации. Форма изгиба - V-образная петля. Конец ИТП, находящийся в зацеплении с фиксатором, выполнен в виде выпуклой петли 14, отогнутой в сторону пассивного слоя. Конец фиксатора выполнен в виде петли 15, шарнирно охватывающей выпуклую петлю с перекрытием в пределах величины взаимного смещения концов ИТП и фиксатора при нагреве контактного соединения до температуры индикации перегрева.

ИТП и фиксатор (или только один из них) на части длины петли выполнены с рифлением. Хомут выполнен в виде пары поперечных лепестков 16, охватывающих токоведущий наконечник, сцепленных концами и выполненных как одно целое с основанием. Устройство изготавливают из термобиметаллического листового материала и перед регулировкой ИТП вводят в зацепление с фиксатором.

При регулировке устройства его нагревают до температуры ниже заданной допустимой температуры контактного соединения на величину технологического допуска. Если ИТП выходит из зацепления с фиксатором, то ее регулируют так, чтобы она оставалась в положении зацепления. Затем устройство нагревают до температуры выше заданной допустимой температуры контактного соединения на величину технологического допуска.

Если ИТП не выходит из зацепления с фиксатором, то ее, как и в предыдущей операции, регулируют так, чтобы она не оставалась в положении зацепления.

В отрегулированном виде устройство поставляют на монтаж.

При необходимости оперативной переустановки порогов диагностирования регулировку порогов срабатывания устройства производят и в эксплуатационных условиях изменением взаимного положения фиксатора и конца ИТП углами их отгиба в пределах пластической деформации.

В рабочем положении, до момента перегрева контактного соединения сверх допустимого предела, при котором устройство переводится в аварийное состояние, ИТП находится в зацеплении с фиксатором, что регистрируют при визуальной диагностике как рабочее устойчивое положение устройства, характеризующее состояние контакта с деталью, не требующее обслуживания.

При длительной эксплуатации электрооборудования, по мере коррозионных процессов, перегрева и ослабления резьбы его контактных соединений конец ИТП смещается относительно конца фиксатора, а при отключении электрооборудования возвращается в исходное положение. Состояние контактного соединения регистрируют как работоспособное, что свидетельствует о его исправности и отсутствии необходимости подтягивания резьбы.

При дальнейшей эксплуатации устройства натяг резьбы контактного соединения ослабевает сверх допустимой нормы и происходит перегрев клеммы с токоведущим наконечником. ИТП деформируется с изгибом в сторону пассивного слоя настолько, что ее конец выходит из зацепления с фиксатором. Такое состояние регистрируют как аварийное. Восстановление исходного рабочего положения устройства осуществляют заведением конца ИТП в зацепление с фиксатором.

Положительный эффект от использования изобретения обусловлен снижением суммарных затрат на мероприятия по обеспечению пожаробезопасности судового электрооборудования, работающего в условиях воздействия вибрационных и ударных нагрузок. Эффект обусловлен простотой изготовления устройства диагностики, обеспечивающей возможность его массового производства штамповкой из листа, и удобством эксплуатации.

Предлагаемое высокотехнологичное в изготовлении и обслуживании устройство для диагностики ослабления затяжки резьбового контактного соединения с токоведущим наконечником обеспечивает повышенную устойчивость к вибрационным и ударным нагрузкам, что выгодно отличает его от прототипа.

Изобретение может быть использовано для эксплуатационной диагностики электрических контактных соединений. В устройстве для диагностики ослабления затяжки резьбового контактного соединения с токоведущим наконечником, содержащем основание и индикаторную термобиметаллическую пластину (ИТП) с активным и пассивным слоями, одним концом находящуюся в зацеплении с фиксатором и взаимодействующую через тепловой и механический контакт с контактным соединением, основание выполнено из термобиметаллического листового материала в виде шайбы резьбового соединения с лепестком. Лепесток расположен вдоль токоведущего наконечника, прилегает к его контуру и скреплен с ним хомутом, охватывающим наконечник. Один из элементов пары «ИТП-фиксатор» выполнен в виде полосообразной вырубки в основании, пассивным слоем наружу, а другой - как продолжение лепестка, образующего основание, выгнутого в пределах пластической деформации. Технический результат - создание высокотехнологичного в изготовлении и обслуживании устройства для диагностики ослабления затяжки резьбового контактного соединения, которое обеспечивает повышенную устойчивость к вибрационным и ударным нагрузкам. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для диагностики ослабления затяжки резьбового контактного соединения с токоведущим наконечником, содержащее основание и индикаторную термобиметаллическую пластину с активным и пассивным слоями, одним концом находящуюся в зацеплении с фиксатором и взаимодействующую через тепловой и механический контакт с контактным соединением, отличающееся тем, что основание выполнено из термобиметаллического листового материала в виде шайбы резьбового контактного соединения с лепестком, расположенным вдоль токоведущего наконечника, прилегающим к нему по его контуру и скрепленным с ним хомутом, охватывающим наконечник, причем один из элементов пары «индикаторная термобиметаллическая пластина - фиксатор» выполнен в виде полосообразной вырубки в основании, пассивным слоем наружу, а другой - как продолжение лепестка, образующего основание, выгнутого в пределах пластической деформации.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из элементов пары «индикаторная термобиметаллическая пластина - фиксатор» выполнен рифленым.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что хомут выполнен в виде пары поперечных лепестков, выполненных из термобиметаллического листового материала как одно целое с основанием, охватывающих токоведущий наконечник и сцепленных своими концами.